تأخیر پایین؛ برگ برنده پنهان 5G

در کنگره جهانی موبایل ۲۰۱۸ که هفته گذشته به پایان رسید، نسل بعدی فناوری بی‌سیم 5G که نویدبخش افزایش چشم‌گیر سرعت داده‌ها است، در صدر تمام اخبار این نمایشگاه بود. اما سلاح مخفی 5G نه افزایش سرعت داده‌ها که تأخیر بسیار پایین آن است؛ مفهومی که به‌سادگی قابل درک است؛ اما معرفی آن به بازار، کار آسانی نیست. ورایزن، ودافون و هواوی چند ماهی است که در تلاشند نشان بدهند چگونه میزان تأخیر پایین می‌تواند ارسال بی‌سیم ویدئو، بازی‌های ویدئویی و واقعیت مجازی را بهبود ببخشد؛ فناوری‌هایی که 5G در طول چند سال آینده تحولی بزرگ در آن‌ها ایجاد خواهد کرد.

تأخیر یا مدت پاسخ‌دهی، در واقع فاصله زمانی بین یک درخواست و پاسخ آن است. وقتی که شما آدرسی در نوار آدرس مرورگر وب گوشی خود وارد می‌کنید، چند ثانیه‌ طول می‌کشد تا صفحه مورد نظرتان به نمایش دربیاید. این تأخیر ناشی از دو عامل است: زمانی که طول می‌کشد تا درخواست ارسالی تأیید شود (تأخیر) و زمانی که به طول می‌انجامد تا محتوای متنی، تصاویر و ویدئوهای صفحه مورد نظر به گوشی شما ارسال شود (سرعت داده).

5G به‌طور چشم‌گیری تأخیر و سرعت داده را بهبود می‌بخشد. این فناوری زمان پاسخ‌دهی را که در 4G به‌طور میانگین برابر با ۵۰ میلی‌ثانیه است، به ۱ الی ۲ میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد. همچنین 5G می‌تواند نرخ سرعت داده‌ها را از ۰.۰۲ تا ۰.۰۳ گیگابیت در ثانیه در فناوری 4G به ۱ الی ۵ گیگابیت در ثانیه افزایش دهد. این یعنی شما می‌توانید انتظار داشته باشید که یک صفحه وب معمولی در یک ثانیه به‌طور کامل بارگذاری شود؛ درحالی‌که اکنون این اتفاق چندین ثانیه یا حتی بیشتر به طول می‌انجامد.

اما 5G قرار نیست به صفحات وب محدود شود. در واقع بیشترین مزیت تأخیر بسیار پایین این فناوری قرار است نصیب بازی‌های ویدئویی، واقعیت مجازی، کارخانه‌ها، پزشکی، اتومبیل‌های خودران و سامانه‌های ترافیکی شود.

دیروز هواوی جدیدترین دستاوردهای خود را در زمینه بازی‌های ویدئویی در بستر شبکه‌های 4G/LTE معرفی کرد. این شرکت توانسته است تأخیر انتها به انتها را به ۳۳ میلی‌ثانیه کاهش دهد؛ نرخی که از تأخیر حداکثر ۵۰ میلی‌ثانیه‌ای توصیه‌شده برای لذت بردن از بازی‌های ویدئویی (به استثناء بازی‌های واقعیت مجازی) به‌طور چشم‌گیری پایین‌تر است. برای گیمرهای آنلاین حرفه‌ای، کاهش بیش از ۳۰ درصدی تأخیر در شبکه 4G یک بهبود قابل توجه است؛ اما این مقدار، حتی به گرد پای آنچه 5G قرار است به‌زودی ارائه کند، نخواهد رسید.

در دنیای واقعیت مجازی، پذیرفته شده است که اگر تأخیر بیش از ۲۰ میلی‌ثانیه باشد، کاربر دچار حالت تهوع می‌شود. ایده‌آل این است که تأخیر بیشتر از ۷ میلی‌ثانیه نباشد. هفته گذشته، ودافون و اریکسون نشان دادند که حتی وجود تأخیر ۱۵ میلی‌ثانیه‌ای در بازی‌های واقعیت مجازی می‌تواند دردسرساز باشد. در نتیجه، استریم محتوای واقعیت مجازی در شبکه‌های 4G کنونی امکان‌پذیر نیست. اما با تأخیرهای زیر دو یا پنج میلی‌ثانیه در فناوری 5G، شما می‌توانید ویدئوهای سه‌بعدی زنده را از فواصل بسیار دور روی هدست بی‌سیم خود مشاهده کنید.

به‌تازگی ورایزن این فناوری را با همکاری بازیکنان لیگ فوتبال و بسکتبال آمریکا به نمایش گذاشته است. این بازیکنان، هدست‌ بی‌سیم واقعیت مجازی مجهز به دوربین پوشیده‌اند و در دنیای واقعی، تنها با استفاده از ویدئوهای استریم‌شده در شبکه 5G به انجام تمرین پرداخته‌اند. نکته جالب این است که حتی وقتی استریم این ویدئو کمی پس و پیش شده، باز هم به اندازه کافی زنده بوده است (به دلیل تأخیر بسیار پایین) که بازیکنان بتوانند بازی خود را ادامه بدهند.

روزی را تصور کنید که سرورهای قدرتمند، بازی‌های ویدئویی 5G را تولید و به‌طور زنده به هدست شما استریم می‌کنند؛ این همان اتفاقی است که در آینده شاهد وقوع آن خواهیم بود. پس از آن، هدست‌ها می‌توانند به سمت عینک‌ واقعیت بسط‌یافته (XR) تکامل پیدا کنند؛ وسیله‌ای که می‌تواند برحسب نیاز برای واقعیت مجازی یا افزوده مورد استفاده قرار بگیرد. کوالکام مدتی است که در حال کار روی این فناوری است و تلاش می‌کند تا با همکاری با سازندگان هدست‌ واقعیت مجازی، نسل بعدی هدست‌های تمام بی‌سیم را در آینده‌ای نزدیک روانه بازار کند.

کارخانه‌ها نیز از مزیت‌های تأخیر اندک شبکه 5G بهره‌مند خواهند شد. کوالکام اخیرا طی آزمایشی با چهار دیسک گردان، نشان داده که چگونه با استفاده از 5G می‌توان ماشین‌آلات صنعتی مختلف را از راه دور به‌طور مستقل و تنها با تأخیری یک تا دو میلی‌ثانیه‌ای کنترل کرد. هر یک از این دیسک‌ها یک سوراخ در بالای خود داشتند که یک چراغ LED قرمز رنگ جانمایی‌شده در موقعیت ساعت ۱۲ را نمایان یا مخفی می‌کردند. با استفاده از فناوری 5G تمامی دیسک‌های گردان توانستند به‌طور هماهنگ، نور قرمز را در فواصل زمانی مشابه، آشکار کنند؛ اتفاقی که نشان از تأخیر بسیار پایین 5G در مقایسه با اتصال اترنت سیمی دارد.

در دنیای واقعی، کارخانه‌ها از دیسک‌های گردان استفاده نمی‌کنند؛ اما ماشین‌های رباتیک آن‌ها به اتصالات بی‌سیم با تأخیر پایین نیاز دارند تا بتوانند فرآیندهای تولید را با دقت هر چه بیشتر انجام دهند. دقیقا همین فناوری کاربردهای وسیعی در پزشکی خواهد داشت. روزی را تصور کنید که بهترین جراح قلب جهان می‌تواند یک عمل جراحی حیاتی را روی بیماری که در آن سوی دنیا است به کمک بازوهای رباتیک انجام دهد. تأثیر 5G روی پزشکی از راه دور بسیار حیرت‌آور خواهد بود.

آیا جامعه به اتومبیل‌های خودران برای ارائه خدمات تحت یک شبکه بی‌سیم اعتماد خواهد کرد؟ ممکن است تصورش کمی سخت باشد، اما پاسخ این سؤال مثبت است. تأمین ایمنی سرنشینان اتومبیل‌های خودران به‌شدت به تأخیر پایین بستگی دارد؛ از این‌رو استاندارد 5G یک پروتکل ویژه با عنوان ارتباطات قابل اطمینان با تأخیر پایین (URLLC) برای این خودروها طراحی کرده است.

در واقع URLLC به شبکه بی‌سیم 5G می‌گوید داده‌های ارسالی به قابلیت اطمینان ۹۹.۹۹۹ درصدی بدون هیچ وقفه‌ای و تأخیر نهایتا چند میلی‌ثانیه‌ای نیاز دارند. این قابلیت‌ها به شبکه اجازه می‌دهد که داده‌ها را به‌جای بسته‌های بزرگ و کند در بیت‌های کوتاه، دقیق و سریع پردازش کند. در واقع تفاوت بین ارسال دستورات کنترل چرخ‌های یک خودرو یا استریم یک فیلم، این است که یک فیلم به‌رغم داشتن داده‌های بسیار بیشتر، با چند ثانیه تأخیر کسی را به کشتن نمی‌دهد.

ترکیب هوش مصنوعی و داده‌های URLLC روی شبکه 5G به میلیون‌ها خودرو در سراسر جهان اجازه می‌دهد که با هماهنگی سامانه‌های ترافیکی محلی، به‌صورت خودران حرکت کنند. در آینده‌ای نزدیک، خودروی شما قادر خواهد بود که داده‌های ترافیکی را با سایر خودروها و شبکه 5G به اشتراک بگذارد، تغییرات را سریع‌تر از هر فرد دیگری پردازش کند و در صورت وقوع تصادف، سریع‌تر با خودروهای اورژانس ارتباط برقرار کند. بسیاری از فعالان حوزه فناوری بر این باورند که سوانح جاده‌ای با جایگزین شدن تدریجی کامپیوترها به‌جای رانندگان، رو به کاهش خواهد گذاشت.

کلام آخر اینکه کلیدی‌ترین ویژگی فناوری دگرگون ساز 5G تأخیر پایین آن است. بنابراین دفعه بعد که شنیدید 5G باعث افزایش سرعت دانلود فیلم یا وب‌گردی می‌شود، می‌دانید که این، همه ماجرا نیست. تأخیر پایین امکان ساخت دستگاه‌های بی‌سیمی را فراهم می‌کند که از میران پاسخ‌دهی بیشتری برخوردارند و همین به‌زودی تغییرات شگفتی در زندگی همه ما رقم خواهد زد.